论文题目: 单分子双中心SalenAlQ配合物催化CO2与环氧丙烷环加成反应的设计与研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 应用化学
作者: 郝明
导师: 张英菊,吕小兵
关键词: 二氧化碳,环氧丙烷,环加成反应,碳酸丙烯酯,季铵盐
文献来源: 大连理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 论文在本课题组前期研究工作的基础上,设计并合成了一系列具有双催化活性中心的SalenAlQ配合物,并且将其作为催化剂应用于二氧化碳和环氧丙烷的环加成反应中,考察了这类催化剂的分子结构及反应条件对催化性能的影响。在合成一系列的四齿希夫碱铝配体的基础上,设计合成出含有丁羟基结构的季铵盐,由于前者分子中具有活泼的铝—碳键,而后者中存在较为活泼的羟基,通过两者之间的作用将铝—碳键置换成为稳定的铝—氧键,得到一系列同时具有亲电与亲核双活性中心的SalenAlQ配合物。采用核磁共振对所合成新化合物的结构进行了表征。将合成的SalenAlQ配合物用于催化活化CO2与环氧丙烷进行环加成反应。考察了SalenAlQ配合物分子结构对于催化活性的影响。试验结果表明,催化剂分子中取代基的空间位阻对催化活性有较大的影响,而且苯环上的取代基对于催化活性的影响要大于其骨架胺上取代基的影响作用。在合成的系列催化剂中,由乙二胺与不带取代基的水杨醛合成的SalenAlQ因其空间位阻较小,催化活性相对较高。论文也探讨了温度对于SalenAlQ催化环加成反应的影响。通过考察40～120℃之间不同温度下催化剂的催化活性表明,这类催化剂的催化活性受温度的影响相当明显,随着反应温度的升高,催化活性有较大提高。论文最后对该催化剂在完成环加成反应过程中的催化机理进行了初步探讨。
论文目录:
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 CO_2对环境的影响及其开发利用的重要性
1.1.1 CO_2是主要温室气体
1.1.2 CO_2是地球上取之不尽、用之不竭的新碳源
1.1.3 CO_2开发与利用的重要性
1.2 环状碳酸酯的合成研究现状
1.2.1 光气法
1.2.2 酯交换法
1.2.3 氯丙醇法
1.2.4 丙烯氧化与二氧化碳合成法
1.2.5 环氧丙烷与二氧化碳合成法
1.3 环加成方法合成环状碳酸酯的研究现状
1.3.1 由季铵盐、季鏻盐及第ⅠA族金属盐催化环状碳酸酯的合成
1.3.2 由第ⅢA族、第ⅣA族、第ⅤA族金属配合物催化环状碳酸酯的合成
1.3.3 由ⅣB族金属配合物催化环状碳酸酯的合成
1.3.4 由ⅡB族金属配合物催化环状碳酸酯的合成
1.3.5 由Ⅷ族金属配合物催化环状碳酸酯的合成
1.3.6 由镧系金属催化剂合成环状碳酸酯
1.3.7 离子液体在合成环状碳酸酯中的应用
1.3.8 其它催化剂
2 我们的前期工作和实验设计
3 实验部分
3.1 实验仪器及试剂
3.1.1 原料及其提纯
3.1.2 实验仪器
3.2 羟烷基季铵盐的合成
3.2.1 4—氯—1—丁醇的制备
3.2.2 二乙胺基丁醇的制备
3.2.3 三乙基—4—羟基丁基溴化铵的制备
3.3 配体的合成
3.3.1 配体N,N′-二(3,5-二叔丁基水杨醛)-1,2-丙二胺的合成
3.3.2 配体N,N′-二水杨醛-1,2-丙二胺的合成
3.3.3 配体N,N′-二(3,5-二叔丁基水杨醛)-1,2-乙二胺的合成
3.3.4 配体N,N′-二水杨醛-1,2-乙二胺的合成
3.3.5 配体N,N′-二(3,5-二叔丁基水杨醛)-1,2-环己二胺的合成
3.3.6 配体N,N′-二水杨醛-1,2-邻苯二胺的合成
3.4 SalenAlEt配合物的制备
3.4.1 1,2-丙二胺-3,5-二叔丁基SalenAlEt的合成
3.4.2 1,2-丙二胺-SalenAlEt的合成
3.4.3 3,5-二叔丁基SalenAlEt的合成
3.4.4 SalenAlEt的合成
3.4.5 1,2-环己二胺-3,5-二叔丁基SalenAlEt的合成
3.4.6 邻苯二胺SalenAlEt的合成
3.5 SalenAl羟烷基季铵盐(SalenAlQ)配合物的制备
3.5.1 1,2-丙二胺-3,5-二叔丁基SalenAl丁羟基季铵盐配合物的合成
3.5.2 1,2-丙二胺-SalenAl丁羟基季铵盐配合物的合成
3.5.3 3,5-二叔丁基SalenAl丁羟基季铵盐配合物的合成
3.5.4 SalenAl丁羟基季铵盐配合物的合成
3.5.5 1,2-环己二胺-3,5-二叔丁基SalenAl丁羟基季铵盐配合物的合成
3.5.6 邻苯二胺SalenAl丁羟基季铵盐配合物的合成
3.6 催化环加成反应
3.7 反应计算
3.7.1 催化活性的计算
3.7.2 反应产率的计算
4 结果与讨论
4.1 催化剂的设计思想
4.2 羟烷基季铵盐的合成
4.2.1 碳链长度的选定
4.2.2 合成路线的设计
4.2.3 四氢呋喃的开环
4.2.4 二乙胺基丁醇的制备
4.2.5 季铵盐的合成
4.3 配体(SalenH_2)的合成
4.4 SalenAlEt配合物的制备
4.5 SalenAl羟烷基季铵盐(SalenAlQ)配合物催化剂的制备
4.6 CO_2与环氧丙烷的环加成反应
4.7 取代基对于催化剂活性的影响
4.7.1 胺类骨架对于催化剂活性的影响
4.7.2 水杨醛苯环取代基对于催化剂的影响
4.7.3 取代基影响结论
4.8 温度对于催化剂活性的影响
4.9 反应机理的讨论
4.10 催化剂性能总结
结论
参考文献
附录A 合成化合物谱图
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
发布时间: 2008-06-30
参考文献
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